最新《计算机仿真技术》实验指导书
- 格式:doc
- 大小:1.19 MB
- 文档页数:42
《控制系统计算机仿真》实验指导书实验一Matlab使用方法和程序设计一、实验目的1、掌握Matlab软件使用的基本方法;2、熟悉Matlab的数据表示、基本运算和程序控制语句3、熟悉Matlab绘图命令及基本绘图控制4、熟悉Matlab程序设计的基本方法二、实验内容1、帮助命令使用help命令,查找qrt(开方)函数的使用方法;2、矩阵运算(1)矩阵的乘法已知A=[12;34];B=[55;78];求A^2某B(2)矩阵除法已知A=[123;456;789];B=[100;020;003];A\B,A/B(3)矩阵的转置及共轭转置已知A=[5+i,2-i,1;6某i,4,9-i];求A.',A'(4)使用冒号选出指定元素已知:A=[123;456;789];求A中第3列前2个元素;A中所有列第2,3行的元素;(5)方括号[]用magic函数生成一个4阶魔术矩阵,删除该矩阵的第四列3、多项式(1)求多项式p(某)=某3-2某-4的根(2)已知A=[1.2350.9;51.756;3901;1234],求矩阵A的特征多项式;求特征多项式中未知数为20时的值;4、基本绘图命令(1)绘制余弦曲线y=co(t),t∈[0,2π](2)在同一坐标系中绘制余弦曲线y=co(t-0.25)和正弦曲线y=in(t-0.5),t∈[0,2π]5、基本绘图控制绘制[0,4π]区间上的某1=10int曲线,并要求:(1)线形为点划线、颜色为红色、数据点标记为加号;(2)坐标轴控制:显示范围、刻度线、比例、网络线(3)标注控制:坐标轴名称、标题、相应文本;6、基本程序设计(1)编写命令文件:计算1+2++n<2000时的最大n值;(2)编写函数文件:分别用for和while循环结构编写程序,求2的0到n次幂的和。
三、预习要求利用所学知识,编写实验内容中2到6的相应程序,并写在预习报告上。
实验二Matlab中控制系统的建模与分析一、实验目的1、掌握Matlab中连续、离散系统各种数学模型的建立方法;2、掌握Matlab中各种数学模型之间的转换方法;3、熟悉Matlab中控制框图的化简方法;4、掌握如何使用Matlab进行系统的稳定性分析;5、掌握如何使用Matlab进行系统的可控性、可观测性分析;6、掌握如何使用Matlab进行系统的时域数值分析;二、实验内容1、连续线性系统的数学模型建立及转换请用合适的格式,将下面的传递函数模型输入MATLAB环境,并转换成状态空间形式、零极点形式、画出零极点位置。
微波专题实训专周报告姓名:班级:学号:系别:专业:心得体会在本次仿真专周中我学会了使用serenade 8.7,一开始我们就遇到了问题,那就是这个软件不会安装,我记得从别的同学那里拷贝到这个软件之后,我安装了好几遍,但都没有把软件安好。
最后,我问了一下10651班的同学之后,才安装成功。
本次仿真专周不但要求我们对软件要熟悉,更要求我们有一定的微波电路的基础,尤其是对传输线理论知识的熟悉、像阻抗变换器和单支节匹配器都是学习的重点。
通过本次仿真专周的实习,我更清楚我们应该掌握的知识,也跟进一步的加深了对传输线理论知识的理解。
通过这次专周的实习使我懂得了理论与实际相结合是很重要的,有理论知识是远远不够的,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,才能提高自己的实际动手能力和独立思考能力,同时在实习的过程中可以发现自己的不足,对以前所学过的知识理解得不够深刻,掌握得不够牢固。
微波技术仿真专题报告(一)实习目的1.熟悉和了解微波电路仿真与设计软件“Serenade 7.8”的基本功能与基本操作2.利用微波电路设计仿真软件“Serenade 7.8”以及阻抗圆图实现对实阻抗和复数负载阻抗的匹配设计3. 利用微波电路设计仿真软件“serenade sv”和阻抗圆图实现对纯电阻及复数负载阻抗的匹配设计,熟悉并掌握不同的阻抗匹配方法,观察匹配过程中传输线输入阻抗在阻抗圆图上的变化轨迹。
(二)实习要求1.采用/4λ阻抗变换器对一个实阻负载进行匹配并在圆图上表示出来2.采用/4λ阻抗变换器对一个复数负载进行匹配并在圆图上表示出来3.采用单支节匹配器对一个复数负载进行匹配并在圆图上表示出来4.根据自己学号(10)自建一个模型5.采用单支节匹配器对一个复数负载进行匹配并在圆图上表示出来(三)实习内容及过程1.采用/4λ阻抗变换器对一个实阻负载进行匹配A.匹配原理:利用传输线输入阻抗的/4λ变换性。
设主传输线特性阻抗为Z01,当终端负载阻抗Zl 为纯电阻(R),在特性阻抗为Z的主传输线和终端负载Zl之间插入一段特性阻抗为Z02,长度为/4λ的传输线,其输入阻抗为Z in=Z202/ R要使反射系数为0,则根据负载阻抗匹配有Zin = Z01,可得到Z02的值:0210Z Z Z= B.相关参数:负载LZ=50Ω, 频率:2.4GHz,H:0.254mm,HU:5mm、介电常数:2.22特性阻抗Z01=50ΩC.实验步骤:(1).打开“Serenade 8.7”软件,建立一个新的文件,连接负载、微带传输线和微波端口以及信号源;在主菜单Analysis中点击Analysis….,连接好的原(1-1)(2). 在主菜单Reports中点击Quick Reports进行分析得到如下图(1-2)所示的史密斯原图(1-2)(注意此时的匹配点是通过对阻抗原图观察后通过主菜单Analysis中tune…找到的)2.当负载为复数阻抗时,首先要找到传输线上输入阻抗为纯电阻的参考面,然后在加入/4λ变换器,输入阻抗为纯电阻的参考面只可能为波节点或波腹点。
《计算机仿真技术》实验教学大纲撰写人:李杰审核人:编写日期:2020年2月一、课程基本信息课程编号:15021306课程类别:专业课课程性质:任选课课程总学时/学分、实验学时/学分: 32/2、6/0适用专业:电气工程及其自动化专业实验室名称:计算机仿真实验室教材及教学参考书:《自动控制系统计算机仿真》,张晓江、黄云治主编,机械工业出版社,2009年。
二、实验的目的和要求《计算机仿真技术》是电气工程及其自动化专业的本科学生在学习过高等数学、线性代数、电路原理、自动控制原理等课程后的一门后续专业课程,是一门多学科交叉而成的专业选修课程。
通过实验,使学生掌握计算机仿真技术的数学建模、模型的计算求解等基础理论与基本原理;熟练掌握SIMULINK下数学模型的建立与仿真方法及常用模块的应用技巧。
《计算机仿真技术》实验课共开设4个实验,共计8个学时。
三、实验内容可为选开实验)。
(2)实验要求:指必做或选做。
(3)实验类型:基础(演示、验证)、综合设计、研究创新。
四、主要仪器设备PC+MATLAB五、成绩评定标准1.本课程考核方式、方法:⑴实验态度:不迟到,不无故缺席;10%⑵预习情况:对原理的预习和理解,实验内容的预先设计等;10%⑶课堂实验:实验能力,主动分析和解决实验过程中所遇到问题的能力及创新能力;30%⑷实验报告:实验报告简洁完整,有创造性,书写完整50%总评按优、良、中、及格、不及格评分。
2.实验成绩评定方法实验课成绩单独按五级记分评定方法评定。
凡实验成绩不及格者,该门课程必须重修。
评定各级成绩时,可参考以下标准:⑴优秀能正确理解实验的目的要求,能独立、正确地完成各项实验操作;能熟练地运用所学理论和专业知识分析和处理实验中遇到的问题,能掌握所学的各项实验技能;实验报告及其它各项实验作业完整、正确,文字通顺,书写工整,图表齐全,符合要求,质量较高;具有一定的创造精神和能力;工作努力,遵守纪律,表现好。
微波技术的计算机仿真专题实习指导书微波专题实训专周报告姓名:班级:学号:系别:专业:心得体会在本次仿真专周中我学会了使用serenade 8.7,一开始我们就遇到了问题,那就是这个软件不会安装,我记得从别的同学那里拷贝到这个软件之后,我安装了好几遍,但都没有把软件安好。
最后,我问了一下10651班的同学之后,才安装成功。
本次仿真专周不但要求我们对软件要熟悉,更要求我们有一定的微波电路的基础,尤其是对传输线理论知识的熟悉、像阻抗变换器和单支节匹配器都是学习的重点。
通过本次仿真专周的实习,我更清楚我们应该掌握的知识,也跟进一步的加深了对传输线理论知识的理解。
通过这次专周的实习使我懂得了理论与实际相结合是很重要的,有理论知识是远远不够的,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,才能提高自己的实际动手能力和独立思考能力,同时在实习的过程中可以发现自己的不足,对以前所学过的知识理解得不够深刻,掌握得不够牢固。
微波技术仿真专题报告(一)实习目的1.熟悉和了解微波电路仿真与设计软件“Serenade 7.8”的基本功能与基本操作2.利用微波电路设计仿真软件“Serenade 7.8”以及阻抗圆图实现对实阻抗和复数负载阻抗的匹配设计3. 利用微波电路设计仿真软件“serenade sv”和阻抗圆图实现对纯电阻及复数负载阻抗的匹配设计,熟悉并掌握不同的阻抗匹配方法,观察匹配过程中传输线输入阻抗在阻抗圆图上的变化轨迹。
(二)实习要求1.采用/4λ阻抗变换器对一个实阻负载进行匹配并在圆图上表示出来2.采用/4λ阻抗变换器对一个复数负载进行匹配并在圆图上表示出来3.采用单支节匹配器对一个复数负载进行匹配并在圆图上表示出来4.根据自己学号(10)自建一个模型5.采用单支节匹配器对一个复数负载进行匹配并在圆图上表示出来(三)实习内容及过程1.采用/4λ阻抗变换器对一个实阻负载进行匹配A.匹配原理:利用传输线输入阻抗的/4λ变换性。
李旭妍2014 年9月计算机仿真实验指导书目录前言.................................................................................1 实验一MATLAB环境的熟悉与基本运算....................................2 实验二 MATLAB语言的程序设计与图形绘制..............................6 实验三利用MATLAB 对常微分方程的求解及系统数学模型的转...12 实验四连续系统离散相似法的数字仿真实验 (13)前言《计算机仿真》课是工业自动化专业的专业选修课。
本课程的任务就是使学生了解控制系统计算机仿真的基本概念和方法,掌握MATLAB 仿真工具在控制系统仿真与辅助设计中的应用,其目的在于培养学生对控制系统的分析与设计能力,加深对已学过的各科专业知识的消化与理解。
该课程的知识在控制系统的辅助设计及控制理论的研究中起着相当重要的作用。
通过本课程的实验教学,学生应熟练掌握MATLAB 语言的使用与程序设计、MATLAB 基本绘图功能、MATLAB 中数学模型的建立及转换、控制系统的时域、频域及根轨迹分析、系统框图输入与SIMULINK 仿真工具的应用等基本仿真方法,对所学过的理论知识有更深入的理解和认识,并能利用它对控制系统进行分析、设计与综合,具有应用计算机解决专业理论问题的能力。
本实验指导书按照教学大纲要求并结合所学内容编写了六个基本实验,其中的每一个实验学生都可以自己扩展,按照实验目的和要求自己设计,多做一些练习题。
在每次做实验前,要求学生在此基础上写出实验准备报告,鼓励出新,丰富实验内容。
由于本书编写仓促,在使用的过程中如发现问题请及时批评指正。
实验一 MATLAB环境的熟悉与基本运算一、实验目的:1、熟悉MATLAB6的开发环境; 2、掌握MATLAB6的一些常用命令; 3、掌握矩阵、变量、表达式的输入方法及各种基本运算; 4、熟练掌握特殊运算符及MATLAB 函数的用法。
仿真技术及应用实验指导书目录前言 (I)目录 (II)实验项目 (2)实验1 利用替换法构建系统仿真模型实验 (2)1.1 实验目的 (2)1.2 实验内容与要求 (2)1.5 实验报告要求 (3)实验2 利用根匹配法构建系统仿真模型实验 (4)2.1 实验目的 (4)2.2实验内容与要求 (4)2.5实验报告要求 (5)实验3 利用数值积分算法的仿真实验 (6)3.1 实验目的 (6)3.2 实验内容与要求 (6)3.5实验报告要求 (7)实验四基于Simulink控制系统仿真与综合设计 (8)4.1实验目的 (8)4.2实验内容与要求 (8)4.5 实验报告要求 (9)实验五基于Simulink三相电路仿真 (10)5.1实验目的 (10)5.2实验内容与要求 (10)5.5 实验报告要求 (12)实验六基于Simulink的直流斩波电路仿真实验 (13)6.1实验目的 (13)6.2实验内容与要求 (14)6.5 实验报告要求 (15)实验七基于Simulink的简单电力系统仿真实验 (16)7.1实验目的 (16)7.2实验内容与要求 (16)7.5 实验报告要求 (17)实验8 基于Simulink的伺服系统仿真 (17)8.1实验目的 (17)8.2实验内容与要求 (18)实验项目实验1 利用替换法构建系统仿真模型实验1.1 实验目的1) 熟悉MATLAB 的工作环境;2) 掌握MATLAB 的 .M 文件编写规则,并在命令窗口调试和运行程序;3) 掌握利用替换法构造系统离散模型的方法,并对仿真结果进行分析。
1.2 实验内容与要求1.2.1 实验内容系统电路如图 1.1所示。
电路元件参数:直流电压源V E 1=,电阻Ω=10R ,电感H L 01.0=,电容F C μ1=。
电路元件初始值:电感电流A i L 0)0(=,电容电压V u c 0)0(=。
系统输出量为电容电压)(t u c 。
计算机仿真技术作业与实验指导书(材2016)————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:机电工程学院《计算机仿真技术》综合指导书学号:姓名:专业:实验时间:2016 年10 月 15 日实验地点:微101机电工程学院2016 年10 月⎢ ⎦ ⎨3作业一 MATLAB 运行环境与基本操作一、作业要求1.熟悉 M ATLAB 运行环境;2. 掌握 M ATLAB 的基本操作命令;3. 掌握 M ATLAB 帮助系统二、作业内容1.熟悉 M ATLAB 主界面,熟悉各菜单项、命令窗口、工作空间窗口、当前文 件夹窗口与路径设置、历史命令窗口、帮助系统。
2.建立“学号_姓名_作业”文件夹,并把文件夹设为当前文件夹; 在命令窗口中完成如下操作:3.分别用直接输入法和“:”法生成下列矩阵A = ⎡ 2⎡0.1 4 ⎤ , B = ⎢1.4 0.3 4.4 0.5⎤ 7.4⎥ ; ⎣10 20⎥ ⎢ ⎢⎣2.2 4.4 ⎥ 6.6⎥⎦ 熟悉如下命令:clc,save,load,clear,who,whos,dir,cd,type 。
将矩阵 A 、B 和矩阵 A 分别保存为两个文件:T1_1,T1_1_A⎧ 4.求解线性方程组 ⎪ ⎪ ⎩ 4x + y - z = 9 x + 2 y - 6z = -2 x - 5y + 3z = 15.生成一组实验数据,求其拟合多项式(5 阶)。
6.利用 H elp 系统查询常用命令的用法。
0 2 dt 1作业二 MATLAB 基本编程实践一、作业要求1. 熟悉 M ATLAB 的数值运算与符号运算;2 . 掌握 M ATLAB 的基本语法;3. 掌握 M ATLAB 的基本控制结构;4. 掌握 M 文件的编写与调用; 二、作业内容1. 任意给定两矩阵,完成矩阵的四则运算和点运算。
《控制系统计算机仿真》实验指导书目录实验一时变或非线性微分方程求解.......................实验二控制系统的模型及其转换.............................实验三控制系统的时域、频域和根轨迹分析...........实验四动态仿真集成环境-Simulink.........................实验五直流电机自动调速系统控制器设计实验二 控制系统的模型及其转换一、 实验目的1、掌握建立控制系统模型的函数及方法;2、掌握控制系统模型间的转换方法及相关函数;3、熟悉控制系统模型的连接方法;4、掌握典型系统模型的生成方法。
二、 实验内容:1. 控制系统模型 1.1 系统的模型为23324(2)(66)()(1)(325)s s s G s s s s s s +++=++++试建立系统的传递函数模型。
1.2 已知单输入双输出系统的零极点模型3(12)4(5)(3)()(3)(4)(5)s s s G s s s s +⎡⎤⎢⎥++⎣⎦=+++建立系统的零极点模型。
1.3 给定系统的状态空间表达式,[]2.8 1.40011.40000()()()1.80.3 1.40.61000.600()0001()x t x t u t y t x t ⎧--⎡⎤⎡⎤⎪⎢⎥⎢⎥⎪⎢⎥⎢⎥=+⎪⎢⎥⎢⎥----⎨⎢⎥⎢⎥⎪⎣⎦⎣⎦⎪⎪=⎩建立系统的状态空间模型。
2. 控制系统模型的转换2.1 将1.1的模型转换为零极点模型 2.2 将1.2的模型转换为状态空间模型 2.3 将1.3 的模型转换为零极点模型3. 控制系统模型的连接:已知两个系统[]11111101012113x x u y x u ⎧⎡⎤⎡⎤=+⎪⎢⎥⎢⎥-⎣⎦⎣⎦⎨⎪=+⎩[]2222201013114x x u y x ⎧⎡⎤⎡⎤=+⎪⎢⎥⎢⎥--⎣⎦⎣⎦⎨⎪=⎩求按串联、并联、系统2联接在反馈通道时的负反馈系统的状态方程。
仿真实验指导书实验一 UWB (超宽带)信号仿真与调制仿真 (一)、实验目的通过超宽带系统仿真,进一步了解PPM-UWB 信号模型的特性,更加牢固地掌握UWB 的调制解调技术。
(二)、实验工具C++/VC(三)、实验步骤1、熟悉C++/VC 软件开发平台、UWB 信号产生原理及UWB 信号调制解调过程。
2、构成UWB 信号的w(t)一般是由被称作monocycle shape 的脉冲波形序列组成。
monocycle shape 的脉冲波形的一个主要特点是冲击脉冲波形具有很陡的上升和下降沿,通常用在UWB 信号中的monocycle shape 脉冲波形有如下几种类型:Ganssian 脉冲、Gaussian First Derivative 脉冲、Scholtz’s 脉冲、Manchester 脉冲、RZ Manchester 脉冲、Sine 脉冲和Rectangle 脉冲等。
由于UWB 信号的传输是利用基带信号直接进行的,因此,所采用的脉冲波形的特性将对UWB 系统的性能有着直接的影响。
3、这里采用Gaussian First Derivative Pulse 作为UWB 的脉冲信号,它的公式如下:w(t)=))/)((2exp()(/22au c c au T T t T t e T A −×−×−××× (1) 其中:A 是幅值,T c 为时移,T au 是脉宽参数. 仿真波形如右图1所示。
--0-0-0-00000T m e (n s )A m p u d e图1 UWB 脉冲信号图4、在脉冲信号仿真的基础上,进行UWB 调制仿真。
在时域上利用脉冲位置调制的UWB 信号可以由公式(2)表示。
()()()()()()s k kk k k trt f j c j N j S t w t jT c T d δ+∞⎡⎤⎢⎥=−∞=−−−×∑(2)利用C++/VC 软件完成上述信号调制仿真,仿真流程如下图2所示。
电力系统仿真实验指导书华北电力大学电力系2011年7月目录第一章电力系统调度自动化概述 (1)第二章DTS概述 (3)第三章实验项目介绍 (5)实验一电力系统有功功率分布及分析 (5)实验二电力系统无功功率分布及分析 (9)实验三电力系统综合调压措施分析 (12)实验四电力系统有功-频率分析 (18)实验五电力系统潮流控制分析 (21)实验六电力系统对称故障计算及分析 (25)实验七电力系统不对称故障计算及分析 (27)实验八电力系统继电保护动作特性分析 (31)实验九电力系统稳定性计算及分析 (37)实验十电力系统继电保护动作情况与系统稳定性关系分析 (41)第一章电力系统调度自动化概述电力系统是由生产、变换、传输、分配和消耗电能的电气设备联系在一起所组成的统一整体,其除了由强电(高电压、大电流)元件组成的一次系统外,还包括一套为之服务的二次信息系统。
该系统对一次系统的运行情况进行监视、分析、决策和控制,这就是电力调度自动化系统要完成的任务。
电力调度自动化系统包括三部分:数据采集和监控系统,也称SCADA系统(Supervisory Control And Data Acquisition System)、在线高级分析应用软件(PAS, Power Application Software)和调度员培训仿真系统(DTS, Dispatcher Training System)。
所谓电力系统调度,就是运行人员通过控制策略来控制电力系统的运行方式,使之无论在正常或事故情况下,都能符合安全经济及高质量供电的要求。
它的主要任务是①保证供电质量②保证系统运行的经济性③保证系统运行的安全水平④保证提供有力的事故后的恢复措施。
为了合理监控和协调日益扩大的电力系统的运行方式和处理影响整个系统正常运行的事故和异常情况,人们在形成电力系统的最早阶段,就注意到电力系统的远程控制问题,并提出必须设立电力系统的调度控制中心。
计算机网络协议仿真实验指导书计算机网络协议仿真实验指导书目录【实验概述】 (11)【网络协议仿真器的使用说明】 (55)【网络协议分析器的使用说明】 (26)【实验一以太网数据帧的构成】 (40)【实验二P IP地址分类与P IP数据包的组成】 (46)【实验三P ARP地址解析协议】 (53)【实验四ICMP互连控制报文协议】 (58)【实验五P UDP用户数据报协议】 (64)【实验六P TCP传输控制协议】 (69)【实验七P TCP与与P UDP端口扫描】 (76)【实验八T TELNET和和P FTP协议】 (79)【实验九S DNS域名服务协议】 (85)【实验十P SMTP和和POP33协议】 (89)【实验十一P SNMP协议与网络管理】 (96)【实验十二P 协议】 (102)【常用网络命令】 (108)【常见问题及解决方法】 (115)计算机网络协议仿真实验1【实验概述】计算机网络协议仿真教学系统结合高校计算机网络课程的实际情况,将计算机网络课程的理论知识通过软件来实现,让学生在实践的过程中更深入地掌握计算机网络课程的基础理论知识。
本系统能够使学生清楚的理解和掌握网络的内部结构和协议,通过各种协议的数据包深入学习计算机网络的内部原理,同时也可以很好的辅助网络编程的调试。
计算机网络协议仿真教学系统作为一门独立的课程体系,以实验为主,强调学生的主动性和设计性,能够拓宽学生的思路,达到真正的教学互动。
11..原理说明计算机网络协议仿真教学系统是由中软吉大公司研制开发的。
其硬件系统由主控中心平台设备及数据采集器构成,负责网络数据采集工作;软件由协议仿真器、协议分析器和其他工具软件构成。
仿真器可以模拟TCP/IP协议族中多种协议的数据包;协议分析器可以捕获仿真器发送的数据包,并将常用协议的通讯过程以会话图解的形式直观展示出来;工具软件包括TCP客户端、SNMP工具等辅助教学的专用软件。
运算机仿真技术张兴华郝飞南京工业大学2005年2月5日实验1.MATLAB 应用基础(矩阵运算)与编程(M 函数)(4学时)一.实验目的1.通过实验熟悉MATLAB 软件的组成及工作原理; 2.把握利用MATLAB 软件进行矩阵运算的一样语句; 3.了解M 函数 (M-function)的编写、运行的方式和特点;二.实验内容1.在MATLAB 提示符下健入demo 命令执行MATLAB 的演示程序,从中能够了解ABTLAB 及其工具箱的工能和特色。
注:通过观看子目录Matlab\Matrics 、\Graphics 和\Language 下的例子了解Matlab 的矩阵运算、画图和Matlab 语言的数据结构和程序风格。
2.将下面和两个矩阵都输入到MATLAB 工作空间中,并将这两个矩阵的内容都旋转︒90,将得出什么结果,试用笔算的方式查验是不是正确()()⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=345981243562455332876341,9323753175323321B b A a 计算出其中A 矩阵的各类范数、秩、迹、行列式、特点值与特点向量、特点多项式、逆矩阵(或伪逆矩阵)、特点多项式、奇异值、条件数等,再看看上面的各类分析哪一种能够应用于B 矩阵,哪个不能,试说明缘故注:对应的matlab 函数的利用,可由help 命令来了解其利用方式,如要了解如何求范数用help norm 等。
3.求解下面的线性代数方程,并将解代回原方程查验结果⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡601514035144361363496245432141097539108627810715675X求解Lyapunov 方程中的X 矩阵,并查验结果C XA AX T -=+其中⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=974765451,087654321C A 更一样的Lyapunov 方程的数学表示为C XB AX -=+其中A 和C 与前面的一致,而B 矩阵为⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=642531432B 试求解此方程,并查验得出的结果是不是正确。
《HFSS软件设计与仿真实验》的实验指导书1.HFSS软件入门:实验目的:熟悉hfss软件的工作界面及工作界面各个部分的作用作用与使用方法实验内容:菜单栏、工具栏、状态栏、工程管理窗口、属性窗口、进度窗口、信息管理窗口、3D模型窗口。
熟悉hfss软件的应用及其设计步骤:通过T型波导内场分析与优化设计的HFSS仿真实例,让学生对hfss操作步骤及设计流程有整体直观的了解及掌握,对每一个设计环节有一个初步定位。
Hfss的设计步骤如下:创建新的hfss工程设计,设置求解类型;创建T型波导模型(几何模型、设置边界条件、设置激励);定义和添加变量;求解设置及扫频设置;运行仿真设计;仿真查看结果。
参考文献:ansoft hfss 磁场分析与应用实例Hfss原理与工程应用2.HFSS软件设计应用:实验目的:熟悉hfss软件的设计流程及操作步骤实验内容:(a)hfss软件的几何模型的创建:一维线模型(直线、曲线、圆弧)二维平面模型(矩形、圆形、椭圆、多边形);三维模型(立方体、棱柱体、圆柱、球、圆锥)等的建立。
(b)边界条件的设置:理想导体边界、理想磁边界、辐射边界、理想匹配层、有限导体边界、阻抗边界、对称边界、主从边界、集总RLC边界,分层阻抗边界,无限大地平面边界等的设置。
(c)激励的设置:波端口激励、集总端口激励、磁偏置激励、照射波激励等的设置。
(d)材料属性的设置:相对电导率、相对磁导率、电导率、介质损耗角正切、磁损耗角正切、各向异性材料等的设置。
(e)求解的设置:求解类型、扫频、电场矢量、特性阻抗、阻抗乘法器等的设置及使用。
(f)优化设计的设置:优化方法、优化变量、目标函数、目标权值等的设置及其功能(g)结果查看的设置:阻抗、电磁场分布、谐振频率等的查看方法。
参考文献:ansoft hfss 磁场分析与应用实例Hfss原理与工程应用3.HFSS软件与天线设计实验一:对称振子天线的hfss软件仿真实验实验目的:掌握hfss工作界面、操作步骤及设计流程实验内容:T型波导内场分析与优化设计的HFSS仿真实例。
实验项目及学时安排实验一 MATLAB环境的熟悉与基本运算 2学时实验二 MATLAB数值计算实验 2学时实验三 MATLAB数组应用实验 2学时实验四 MATLAB符号计算实验 2学时实验五 MATLAB的图形绘制实验 2学时实验六 MATLAB的程序设计实验 2学时实验七 MATLAB工具箱Simulink的应用实验 2学时实验八 MATLAB图形用户接口GUI的应用实验 2学时实验一 MATLAB环境的熟悉与基本运算一、实验目的1.熟悉MATLAB开发环境2.掌握矩阵、变量、表达式的各种基本运算二、实验基本知识1.熟悉MATLAB环境:MATLAB桌面和命令窗口、命令历史窗口、帮助信息浏览器、工作空间浏览器、文件和搜索路径浏览器。
2.掌握MATLAB常用命令3.MATLAB变量与运算符变量命名规则如下:(1)变量名可以由英语字母、数字和下划线组成(2)变量名应以英文字母开头(3)长度不大于31个(4)区分大小写MATLAB中设置了一些特殊的变量与常量,列于下表。
MATLAB运算符,通过下面几个表来说明MATLAB的各种常用运算符4.MATLAB的一维、二维数组的寻访表6 子数组访问与赋值常用的相关指令格式5.MATLAB的基本运算表7 两种运算指令形式和实质涵的异同表6.MATLAB的常用函数表8 标准数组生成函数表9 数组操作函数三、实验容1、学习使用help命令,例如在命令窗口输入help eye,然后根据帮助说明,学习使用指令eye(其它不会用的指令,依照此方法类推)2、学习使用clc、clear,观察command window、command history和workspace等窗口的变化结果。
3、初步程序的编写练习,新建M-file,保存(自己设定文件名,例如exerc1、exerc2、 exerc3……),学习使用MATLAB的基本运算符、数组寻访指令、标准数组生成函数和数组操作函数。
计算机网络协议仿真实验指导书计算机网络协议仿真实验指导书实验目的:通过计算机网络协议仿真实验,让学生了解网络协议的实际应用,掌握各种网络协议的工作原理以及应用场景,并培养学生的分析和解决问题的能力。
实验原理:计算机网络协议是计算机网络中的重要组成部分,它是网络通信的核心内容。
计算机网络协议是一种标准化的协议,可以让不同类型、不同品牌的计算机在网络中进行通信。
网络协议通过传输层、网络层、数据链路层和物理层来完成传输数据的功能。
在计算机网络协议仿真实验中,我们主要采用 Packet Tracer 网络仿真工具,该工具可以创建和配置网络设备、创建网络拓扑、使用不同网络协议等,以便帮助学生更好地了解计算机网络协议的实际应用。
实验环境:硬件环境:计算机、路由器、交换机、网线等。
软件环境:Packet Tracer 网络仿真工具、Wireshark 数据包分析工具等。
实验内容:本次实验主要分为五个模块,分别是常用网络协议、路由协议、交换机协议、网络安全协议和网络故障排除。
模块一:常用网络协议1.1 建立简单网络拓扑,包括计算机、服务器、交换机等,并使用 ICMP 和 Ping 命令进行测试。
1.2 使用电子邮件发送和接收电子邮件,并介绍 SMTP、POP3 和 IMAP 等协议。
1.3 使用 FTP 协议上传和下载文件,介绍 FTP 协议的工作原理和应用场景。
模块二:路由协议2.1 了解 OSPF 和 RIP 等路由协议的工作原理和应用场景,并模拟 OSPF 和 RIP 路由器之间的互联。
2.2 使用 Wireshark 工具对 OSPF 和 RIP 数据包进行分析,检查路由器之间的通信是否正常。
模块三:交换机协议3.1 了解 STP 和 VLAN 等交换机协议的工作原理和应用场景,并创建 STP 和VLAN 交换机。
3.2 使用 Wireshark 工具对 STP 和 VLAN 数据包进行分析,检查交换机之间的通信是否正常。
《计算机仿真技术》实验指导书 电气与信息工程学院实验中心 前 言 计算机仿真技术是利用计算机科学和技术的成果建立被仿真对象的模型,并在某些实验条件下对模型进行动态实验的一门综合性技术。它具有高效、安全、受环境条件的约束较少、可改变时间比例尺等优点,已成为分析、设计、运行、评价、培训系统(尤其是复杂系统)的重要工具,是自动化、电气工程及其自动化本科专业的专业必选课。计算机仿真离不开基本的专业理论知识和计算机编程,因此学习本门课程可以使同学们巩固相关专业领域的基本知识、原理和方法,训练编程能力,掌握仿真的基本概念,并将仿真技术应用在专业领域分析、问题的解决上面,为今后进一步的学习、科研打下基础。 本实验课程注重实践和理论结合,在实验室上机完成全部课程。结合课程和专业特点,实验指导书选取了:熟悉MATLAB环境及基本运算、Matlab程序设计基本方法、MATLAB的图形绘制、Simulink建模与仿真、控制系统的分析(1)—时域分析、控制系统的分析(2)—根轨迹分析、控制系统的频率特性分析这几部分内容,作为学习仿真技术的主要内容。希望同学们在实验课前要做好预习工作,掌握基本方法和原理,实验课堂上做好每个实验,对实验结果要做好必要的记录和保存,课后认真完成实验报告。只要认真对待每一次实验练习,相信同学们在专业理论知识和编程仿真实践上真正会有所收获。 目 录 实验一 熟悉MATLAB环境及基本运算 ................................................................... 3 实验二 Matlab程序设计基本方法 ............................................................................. 8 实验三 MATLAB的图形绘制 .................................................................................. 11 实验四 Simulink建模与仿真 .................................................................................... 15 实验五 控制系统的分析(1)—时域分析 .............................................................. 22 实验六 控制系统的分析(2)—根轨迹分析 .......................................................... 25 实验七 控制系统的频率特性分析 ............................................................................ 29 实验八 基于传递函数的控制器设计 ........................................................................ 34 实验一 熟悉MATLAB环境及基本运算(验证性实验) 一、实验目的 1.熟悉MATLAB开发环境 2.掌握矩阵、变量、表达式的各种基本运算 二、实验原理
1.熟悉MATLAB环境 熟悉MATLAB桌面和命令窗口、命令历史窗口、帮助信息浏览器、工作空间浏览器文件 和搜索路径浏览器。 2.掌握MATLAB常用命令 clc 清除命令窗口中内容
clear 清除工作空间中变量
help 对所选函数的功能、调用格式及相关函数给出说明
lookfor 查找具有某种功能的函数但却不知道该函数的准确名称
who 查询工作空间中的变量信息
3.MATLAB变量与运算符 变量命名规则如下: (1) 变量名可以由英语字母、数字和下划线组成 (2) 变量名应以英文字母开头 (3) 长度不大于31个 (4) 区分大小写 MATLAB中设置了一些特殊的变量与常量,列于下表。 表1 MATLAB的特殊变量与常量 变量名 功能说明 变量名 功能说明
ANS 默认变量名,以应答 最近一次操作运算结果 realmin 最小的正实数
i或j 虚数单位 INF(inf) 无穷大 pi 圆周率 NAN(nan) 不定值(0/0)
eps 浮点数的相对误差 nargin 函数实际输入参数个数
realmax 最大的正实数 nargout 函数实际输出参数个数
MATLAB运算符,通过下面几个表来说明MATLAB的各种常用运算符 表2 MATLAB算术运算符 操作符 功能说明 操作符 功能说明 + 加 \ 矩阵左除 - 减 .\ 数组左除 * 矩阵乘 / 矩阵右除 .* 数组乘 ./ 数组右除 ^ 矩阵乘方 ' 矩阵转置 .^ 数组乘方 .' 数组转置
表3 MATLAB关系运算符 操作符 功能说明 == 等于 ~= 不等于 > 大于 < 小于 >= 大于等于 <= 小于等于
表4 MATLAB逻辑运算符 逻辑运算符 逻辑运算 说明 & And 逻辑与
| Or 逻辑或
~ Not 逻辑非
Xor 逻辑异或
表5 MATLAB特殊运算 符号 功能说明示例 符号 功能说明示例 : 1:1:4;1:2:11 . ; 分隔行 .. , 分隔列 … () % 注释 [] 构成向量、矩阵 ! 调用操作系统命令 {} 构成单元数组 = 用于赋值
4. MATLAB的一维、二维数组的访问 表6 子数组访问与赋值常用的相关指令格式 指令格式 指令功能 A(r,c) 数组A中r指定行、c指定列之元素组成的子数组 A(r,:) 数组A中r指定行对应的所有列之元素组成的子数组 A(:,c) 数组A中c指定列对应的所有行之元素组成的子数组 A(:) 数组A中各列元素首尾相连组成的“一维长列”子数组 A(i) "一维长列"子数组中的第i个元素 A(r,c)=Sa 数组A中r指定行、c指定列之元素组成的子数组的赋值 A(:)=D(:) 数组全元素赋值,保持A的行宽、列长不变,A、D两组元素 总合应相同
5. MATLAB的基本运算 表7 两种运算指令形式和实质内涵的异同表 数组运算 矩阵运算 指令 含义 指令 含义 A.' 非共轭转置 A’ 共轭转置 A=s 把标量s赋给A的每个元素 s+B 标量s分别与B元素之和 s-B,B-s 标量s分别与B元素之差 s.*A 标量s分别与A元素之积 s*A 标量s分别与A每个元素之积 s./B,B.\s 标量s分别被B的元素除 S*inv(B) B阵的逆乘s A.^n A的每个元素自乘n次 A^n A阵为方阵,自乘n次 A.^p 对A各元素分别求非整数幂 A^p 方阵A的非整数乘方 A+B 对应元素相加 A+B 矩阵相加 A-B 对应元素相减 A-B 矩阵相减 A.*B 对应元素相乘 A*B 内维相同矩阵相乘 A./B A的元素别B的对应元素除 A/B A右除B B.\A 与上相同 B\A A左除B exp(A) 以自然数e为底,分别以A的元素为指数,求幂 expm(A) A的矩阵指数函数
log(A) 对A的各元素求对数 logm(A) A的矩阵对数函数 sqrt(A) 对A的各元素求平方根 sqrtm(A) A的矩阵平方根函数
6.MATLAB的常用函数 表8 标准数组生成函数 指令 含义 指令 含义 diag 产生对角形数组(对高维不适用) rand 产生均匀分布随机数组 eye 产生单位数组(对高维不适用) randn 产生正态分布随机数组 magic 产生魔方数组(对高维不适用) zeros 产生全0数组
ones 产生全1数组 size( ) 返回指定矩阵的行数和列数
表9 数组操作函数 指令 含义 diag 提取对角线元素,或生成对角阵 flipud 以数组“水平中线”为对称轴,交换上下对称位置上的数组元素 fliplr 以数组“垂直中线”为对称轴,交换左右对称位置上的数组元素 reshape 在总元素数不变的前提下,改变数组的“行数、列数” rot90 矩阵逆时针旋转90度 det 方阵的行列式值 rank 矩阵的秩 inv 矩阵求逆 eig 矩阵的特征值 ’ 矩阵转置
7.多项式运算 poly —— 产生特征多项式系数向量 roots —— 求多项式的根 p=poly2str(c,‘x’) —(将特征多项式系数向量c转换为以习惯方式显示是多项式) conv, convs ——多项式乘运算 deconv——多项式除运算 polyder(p) ——求p的微分 polyder(a, b) —— 求多项式a,b乘积的微分 [p,q]=polyder(p1,p2) ——求解多项式p1/p2微分的有理分式 poly(p,A) ——按数组运算规则求多项式p在自变量A的值 polym(p,A) ——按矩阵运算规则求多项式p在自变量A的值 三、实验仪器设备与器材 计算机(安装有MATLAB软件平台)。 四、实验内容与步骤 1、新建一个文件夹(自己的名字命名) 2、启动MATLAB7,将该文件夹添加到MATLAB路径管理器中。方法如下: